氣象防災減災高清會議系統研究

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摘要：本文介紹了南寧市氣象防災減災高清視頻會議系統的設計思路、相關重要技術以及運用場景。在跨部門聯合決策中，系統通過背靠背終端轉發，實現自治區－市－縣（區）－鄉鎮四級應急指揮調度以及市政府有關職能部門的決策會商與業務交流，為應急工作提供可靠的技術保障，在防災減災與氣象服務中作用突出。

關鍵詞：高清會議系統；云視頻技術；廣西氣象業務

視頻會議（VideoConference）又稱電視電話會議，是各方通過網絡與通信設備實時傳輸視頻和聲音頻號來面對面溝通的方式。自從病毒肺炎暴發以來，為了阻斷病毒的傳播，愈來愈多的人選擇以在線方式舉行會議。視頻會議的主要優點在于能實時傳遞音視頻信號。通過召開遠程視頻會議，能顯著提高工作效率，節省與會人員的工作時間和相關成本。隨著視頻技術的發展，人們對圖像質量的要求日益提高［1］。基于此，本文主要分析南寧氣象防災減災高清會議系統的設計。

1會議系統現狀

1.1南寧市氣象高清視頻會議系統

2009年建成的南寧市氣象高清視頻會議系統覆蓋了南寧市轄區內的所有縣（區）氣象局，是廣西壯族自治區最先達到高清標準的視頻會議系統。系統通過氣象專網召開至所屬各縣（區）氣象局的遠程視頻會商會議，也可參加廣西壯族自治區氣象局視頻會商會議，并通過背靠背轉播的方式將自治區氣象會場音視頻信號轉播至各縣（區）局分會場。系統包括科達會議系統控制器MCU1臺，會議終端3臺，分別用于背靠背轉播自治區局會議信號，并分發至各縣（區）分會場，以及用于參加自治區氣象視頻會議和國家突發事件預警信息中心會議。

1.2馬山縣鄉鎮視頻會議系統

馬山縣鄉鎮視頻會商會議系統包括會議系統控制中心（MCU）、縣氣象局國家突發事件預警信息中心會議終端、縣政府應急辦一體化視頻會議終端和11個鄉鎮一體化視頻會議終端NEX1200YND-50。馬山縣鄉鎮視頻會商會議系統控制中心部署在馬山縣國家突發安全事件預警信息中心，會議系統控制中心（MCU）科達KDV8000I-16H可召開16個會議終端與會的會議，具備雙網接入功能，即氣象專網、政務外網雙網接入。縣應急辦和鄉鎮會議終端通過政務外網與MCU連接；馬山縣氣象局國家突發安全事件預警信息中心會議終端、南寧市氣象局國家突發事件預警信息中心會議終端、自治區氣象局會議終端通過氣象專網與MCU連接。

1.3南寧市應急會議系統

南寧市應急會議系統采用保利通視頻會議系統。系統通過政務外網連接至各部門和各縣（區）應急辦，在南寧市氣象局部署一臺會議終端。

1.4存在的問題

隨著氣象災害防御工作越來越受到政府部門及民眾的重視，南寧市防汛應急工作會議多次運用南寧市氣象局氣象視頻會議平臺召開，使得南寧市氣象局成為南寧市政府防災減災工作部署的重要會議中心之一。而目前，南寧市氣象局與南寧市政府部門應急會議系統的連接僅有一套視頻會議終端，隨著南寧市氣象局分會場變成一個主會場，原有的會議配套設備已不滿足主會場的使用要求，迫切需要讓氣象視頻會議平臺與政府會議平臺實現互聯互通、應急聯動，打破兩個異網異構平臺間的壁壘。

2建設需求

2.1基于云會商技術的云視頻會議系統

采用云方式組網，通過多媒體會議終端通信，按照音視頻技術規格要求，建設一套高效的云視頻會議系統。該系統縱向連接廣西壯族自治區國家突發安全事件預警信息中心平臺，橫向連接各級政府應急平臺，解決多部門、跨網絡的政府應急指揮平臺與氣象指揮平臺融合應用的問題，實現跨部門互聯互通、自治區－市－縣（區）－鄉四級政府高效聯動［2］。工作人員可利用手機移動端直連災害現場進行應急指揮和開展為農服務，真正打造氣象災害防御應急指揮縱向到底、橫向到邊的國家突發安全事件預警信息新模式。

2.2基于云調度技術的大屏幕顯示系統

隨著信息技術的不斷發展，各級政府部門對打破信息壁壘、信息孤島的呼聲不斷提高，使顯示系統的顯示內容不斷擴充和接入，原有顯示系統已難以滿足使用需求。為解決南寧市政府部門數據和氣象數據融合應用的問題，需要實現風云即拍、天氣網眼等多源信息的融合應用，從而使平臺實現任意資源的靈活調度。

3設計原則

系統應遵循國內外相關規范要求，采用當前成熟的視頻通信、處理等技術；系統接口嚴格按照國際標準和國內標準；具有高兼容性，國內外主流廠商的設備能夠與之互聯互通；保證7×24h不間斷地運行，穩定可靠，適應性強，故障率低；易操作，采用全中文圖形化操作界面，方便管理和維護；具有完善的安全加密措施，能有效抵御網絡病毒攻擊；具有靈活可擴展性，能夠方便地實現擴展與升級；在滿足各項性能指標和功能的條件下，具備經濟實用性，擁有較高的性價比［3］。

4系統設計

4.1多系統跨網絡組網

為實現應急指揮調度會議延伸至鄉鎮末端，提高建設后的南寧氣象防災減災高清會議系統的可操作性和可維護性，在各縣鄉會場新增云控制節點，為南寧氣象防災減災高清會議系統新增云管理功能，實現縣鄉會場云端控制，市局中心平臺系統部署科達JD6000電信級中型視訊云MCU。科達JD6000電信級中型視訊云MCU支持4K分辨率，支持H.265編碼標準以及支持多網段，可接入多家運營商線路；通過接入現有的互聯網和氣象專網，其中南寧市氣象高清視頻會議系統通過氣象專網，鄉鎮視頻終端通過互聯網，分別接入MCU，實現跨網絡音視頻傳輸［4］。南寧市氣象高清視頻會議系統與市政府應急會議系統之間通過終端與終端音視頻背靠背連接，雖然沒有直接的MCU數字級聯，但是通過終端背靠背連接實現所謂的模擬級聯，以及視頻和音頻信號在兩個終端的互通［5］。馬山縣鄉鎮視頻會商會議系統本身建設有MCU（科達KDV8000I-16H），并且通過電子政務外網與馬山縣所轄鄉鎮終端連接。因此，馬山縣鄉鎮視頻會商會議系統可直接采用MCU級聯的方式，使用MCU召開縣－鄉會議，再級聯至市級系統MCU參會；也可通過電子政務外網使所轄終端直接進入市級MCU參會。系統組網拓撲如圖1所示。

4.2云調度技術的大屏幕顯示系統

為解決南寧市政府部門數據和氣象數據融合應用的問題，實現會議圖像、風云即拍、天氣網眼等多源信息的融合應用，實現任意資源的靈活調度，需要整合大屏幕顯示系統技術，結合信號切換技術、拼接控制器、控制軟件，把多屏無縫拼接技術、多屏圖像處理技術、網絡技術等的應用綜合為一體，形成一個基于云調度技術，擁有高亮度、高清晰度、高灰度，技術先進、功能強大、使用方便的LED大屏幕顯示系統。系統采用CREATOR快捷多格式信號切換解決方案。CROSS系列混合矩陣切換器可提供HDMI、DVI、VGA、CVBS、S-Video、YPbPr、SDI信號本地直連輸入，以及HDMI、DVI、VGA、SDI直連輸出，DVI無縫輸出，DVI拼接輸出，將最優質的畫面送至顯示終端。同時，配合CREATOR快捷高性能網絡化可編程控制主機CR-PGMⅢ。該主機支持CR-Link、CR-NET、CTLBUS、Ethernet多種網絡通信協議，可編程設置多種控制協議代碼。控制端支持Windows、安卓、IOS設備，使得會議控制者可以運用手中任意型號的平板電腦，通過無線網絡對所需顯示于大屏之上的遠程會場畫面、應用系統界面等實現無延遲、快速反應的無縫切換，使系統成為真正云調度、網絡集中監控、信息資源共享、分析決策和指揮調度平臺［6］。大屏幕顯示系統與其他系統對接拓撲如圖2所示。

4.3信息網絡安全連接

該系統涉及與下級縣氣象局及上級廣西壯族自治區氣象局的互聯，同時也包括政府、應急辦等相關第三方單位的接入。網絡接入涉及單位眾多，安全風險高，管理復雜，為防止重要業務數據在網絡傳輸過程中泄露，網絡安全設備的部署是必不可少的。通過電子政務外網傳輸的視頻會議終端包括應急會議終端及高清國突終端。其中，應急會議終端接入電子政務外網交換機，終端與終端之間音視頻背靠背連接，實現信息安全隔離；高清國突終端通過電子政務外網防火墻連接，直接與MCU連接，實現信息安全隔離。信息網絡安全拓撲如圖3所示。

5系統應用模式

根據南寧市氣象局的具體業務性質，南寧氣象防災減災高清會議系統的業務運行流程可劃分為自治區－市－縣（區）－鄉應急指揮調度會議、氣象系統自治區－市－縣（區）會商、氣象系統市－縣（區）會商、南寧區域會商（會議）等四種模式。

5.1自治區－市－縣（區）－鄉應急指揮調度會議

由市氣象局控制中心召開會議，呼叫各縣（區）、各鄉鎮氣象會議終端以及應急會議背靠背會議終端加入會議，并將背靠背終端音視頻信號輸出至南寧市應急會議終端（所屬南寧市應急會議系統），再由南寧市應急管理局控制中心召開會議，將南寧市氣象應急終端加入會議，并轉播南寧市氣象應急終端音視頻信號至各政府部門終端。級聯馬山縣鄉鎮視頻會議系統MCU，由馬山縣鄉鎮視頻會議系統將會議音視頻轉至所轄各鄉鎮終端。

5.2氣象系統自治區－市－縣（區）會商

由自治區局控制中心召開會議，呼叫市局會商終端加入會議，市局控制中心召開自治區、市、縣（區）會商會議，呼叫所屬縣區氣象局會商終端加入市局會議，并轉播市局會商終端音視頻信號至各縣區氣象局會商終端。

5.3氣象系統市－縣（區）會商

由市局控制中心召開會議，呼叫縣區會商終端加入會議，并轉播市局會商終端音視頻信號至各縣區氣象局會商終端。

5.4南寧區域會商（會議）

由市局控制中心召開會議，呼叫應急背靠背會商終端加入會議，并將音視頻信號輸出至南寧市應急會議終端（氣象），再由市應急辦控制中心召開會議，將南寧市應急會議終端加入會議，并轉播南寧市氣象應急終端音視頻信號至各應急辦各部門。

6結語

南寧市氣象防災減災高清會議系統的建成，打通了氣象預報會商交流體系與政府防災減災決策體系之間的組網邊界與技術壁壘，實現了與市政府有關職能部門的業務會商與工作交流，為應急工作提供了可靠的技術保障，為未來在更廣泛領域展開合作提供了一個穩定可靠的支撐平臺，也將進一步提升南寧市氣象局信息化建設水平和氣象業務服務與氣象防災減災能力［3］。同時，系統支持擴展融合各類資源，實現了氣象視頻會商系統向基層部門延伸，讓領導在應急指揮或工作研討時更加直觀地決策，顯著提升了工作效率，明顯降低了行政成本。經過多次應用，南寧市氣象防災減災高清會議系統已成為政府會議的一個分中心、一個權威窗口。組織跨部門聯合決策會議在技術層面的難關已完全攻克，但行政流程上尚存在些許阻塞，這也是今后需要繼續研究的方向。

參考文獻：

［1］康雯瑛，任珂，劉波，等.氣象科普助推鄉村振興發展研究［J］.科技傳播，2020（8）：47-49.

［2］陳正旭，李爽爽，王治海.鄉鎮及移動視頻會商系統在浙江省氣象業務的應用［J］.計算機與網絡，2014（15）：70-73.

［3］尹常紅，袁文波，胡雅超.武漢市氣象高清視頻會商系統建設與應用［J］.電腦知識與技術，2016（29）：213-215.

［4］高鈺杰，張小瓊.MCU資源池在廣西高清視頻會商中的應用［J］.氣象研究與應用，2017（3）：132-134.

［5］葉雷.民航空管氣象視頻會商系統應用研究［J］.成都信息工程大學學報，2019（5）：491-494.

［6］張元龍，趙威，陳雨，等.高清視頻會議系統在遼寧氣象服務中的應用［J］.計算機系統應用，2020（1）：112-118.

作者：陳寧 葉青 楊騰慧 陸曼曼 林明 單位：南寧市氣象局